JP2006009805A - Turbomachinery driving device and its control method - Google Patents

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Koichi Sato
幸一 佐藤
Takayuki Oshiga
孝幸 押賀
Hiroshi Fujii
洋 藤井
Jun Ota
純 太田
Kouji Onoo
浩司 小野尾
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
Hitachi KE Systems Ltd
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Hitachi Industries Co Ltd
Hitachi KE Systems Ltd
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  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbomachinery driving device using a dual inverter system and its control method for dispensing with a main controller for controlling both inverters and an external communication device for transmitting signals showing mutual driving conditions and performing correlation of the signals simply to miniaturize the device and reduce its weight, cost, and the number of parts. <P>SOLUTION: A complete double system water supply system is constituted by earth leakage breakers ELB1, ELB2, the inverters INV1, INV2, pumps 4-1, 4-2, and electric motors 5-1, 5-2. The inverters INV1, INV2 are mutually connected by a signal line S3 to correlate signals for mutual operation conditions, a failure condition, and operation demand for the other system. signal lines S4, S5 for transmitting flow rate signals are directly connected with each inverter among a group of sensors for detecting a load condition, and signal lines S6. S7 for transmitting pressure signals are connected with both inverters in common. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は複数のターボ機械を駆動する複数のインバータとその応用装置に関する。   The present invention relates to a plurality of inverters for driving a plurality of turbomachines and their application devices.

ターボ形ポンプ、ターボ形送風機等のターボ機械においては、給水量、風量は運転速度に、給水圧、風圧は運転速度の2乗に、そしてこれらの出力は運転速度の3乗に比例する。このことは負荷量の低減に伴ってその運転速度も下げられることを示しており、これによって省エネルギーを図ることができる等のメリットがある。   In a turbo machine such as a turbo-type pump and a turbo-type blower, the water supply amount and the air volume are proportional to the operation speed, the water supply pressure and the wind pressure are proportional to the square of the operation speed, and their outputs are proportional to the cube of the operation speed. This indicates that the operation speed can be reduced as the load amount is reduced, and there is an advantage that energy can be saved.

従来から複数のインバータを用い、上記複数のターボ機械の吐出し側の圧力をある一定の関係に保つよう速度制御すると共に、これら複数のインバータ、ターボ機械の運転順序及び台数制御を行っている。   Conventionally, a plurality of inverters are used to control the speed so as to maintain the discharge side pressures of the plurality of turbomachines in a certain relationship, and the operation order and the number of units of the plurality of inverters and turbomachines are controlled.

そこで、上記複数のターボ機械を複数のインバータで駆動して、速度制御及び運転台数制御すると、比較的容易にその給水量、風量、給水圧、風圧を負荷変動に応じて効率よく制御できる。このため、今後、ますますインバータによる速度制御が普及してくるものと考えられる。   Therefore, when the plurality of turbo machines are driven by a plurality of inverters, and the speed control and the number of operating units are controlled, the water supply amount, the air amount, the water supply pressure, and the wind pressure can be efficiently controlled according to the load fluctuation. For this reason, it is considered that speed control using inverters will become increasingly popular in the future.

これらのうち、給水装置にインバータを使用した例を図1〜図3により説明する。図1は給水装置の構成図であり、1は水道配水管、2−1、2−2は配水管枝菅、3−1、3−2、3−3、3−4は仕切弁、4−1、4−2はポンプ、5−1、5−2は電動機、6−1、6−2は逆止め弁、7は給水管、8は内部に空気溜まりを有する圧力タンク、9,10はそれぞれポンプ吸込側及びポンプ吐出側の圧力を検出する圧力センサであり、検出部の圧力に応じた電気信号を発する。FS1,FS2はフロースイッチであり、後で述べる図2、図3で示す過少水量QS以下でONするフロースイッチである。CNUは制御装置であり、電動機5−1、5−2を可変速駆動するインバータINV1,INV2、漏電保護する漏電しゃ断器ELB1,ELB2から成る動力回路部とリレー回路部R、コントローラCUから構成されている。リレー回路RはトランスTR、安定化電源Z、リレー52X1,52X2、及びこれとコントローラCUとのインターフェースI/Oを備えている。   Among these, the example which used the inverter for the water supply apparatus is demonstrated with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a water supply device, where 1 is a water distribution pipe, 2-1, 2-2 are distribution pipe branches, 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 are gate valves, -1, 4-2 are pumps, 5-1 and 5-2 are electric motors, 6-1 and 6-2 are check valves, 7 is a water supply pipe, 8 is a pressure tank having an air reservoir inside, and 9 and 10 Are pressure sensors that detect the pressure on the pump suction side and the pump discharge side, respectively, and generate an electrical signal corresponding to the pressure of the detection unit. FS1 and FS2 are flow switches, which are turned on when the amount of water is less than QS shown in FIGS. 2 and 3 described later. The CNU is a control device, and is composed of inverters INV1 and INV2 that drive the motors 5-1 and 5-2 at variable speeds, a power circuit unit including a leakage breaker ELB1 and ELB2 that protects against leakage, a relay circuit unit R, and a controller CU. ing. The relay circuit R includes a transformer TR, a stabilized power supply Z, relays 52X1 and 52X2, and an interface I / O between the relay circuit R and the controller CU.

コントローラCUは演算処理装置CPU(以下、CPUと略す。)、圧力センサ9、10からの信号(アナログ量)をディジタル信号に変換するためのA/D変換器、インバータINV1,INV2に給水系が所望する速度指令信号N1,N2を指令するD/A変換器、コントローラCUに電源を供給するための電源端子E、前述したリレー52X1,52X2を駆動するためのインターフェースI/Oに信号S4を送信するため出力ポートPIO−1を備える。また、同様に第2図、図3に示すポンプの運転特性に応じて運転するよう設定手段Cにより設定した設定値を読込むための入力ポートPIO−2、漏電しゃ断器ELB1,ELB2のそれぞれが漏電等によりトリップした時に動作する接点ELBAL1,ELBAL2、及びインバータINV1,INV2が過負荷等によりトリップし
た時に動作する接点INVAL1,INVAL2の状態を読込むための入力ポートPIO−3を備えている。即ち、CPUはこれらの故障状態に応じて、そのポンプを停止させ、休止している他方のポンプへ切替えて運転するよう指令、及びその制御を実行する。
The controller CU is an arithmetic processing unit CPU (hereinafter abbreviated as CPU), an A / D converter for converting signals (analog quantities) from the pressure sensors 9 and 10 into digital signals, and a water supply system for the inverters INV1 and INV2. A signal S4 is transmitted to the D / A converter that commands the desired speed command signals N1 and N2, the power supply terminal E for supplying power to the controller CU, and the interface I / O for driving the relays 52X1 and 52X2 described above. Therefore, an output port PIO-1 is provided. Similarly, each of the input port PIO-2 for reading the set value set by the setting means C so as to operate according to the operation characteristics of the pump shown in FIGS. 2 and 3 and the leakage breakers ELB1 and ELB2 are leaked. Are provided with input ports PIO-3 for reading the states of the contacts ELBAL1 and ELBAL2 which are operated when tripped by the above and the contacts INVAL1 and INVAL2 which are operated when the inverters INV1 and INV2 are tripped due to overload or the like. That is, the CPU executes a command and control to stop the pump and switch to the other pump that is at rest in accordance with these fault conditions.

図2は以上説明した給水装置によって、ポンプ1台を単独、又はポンプ2台を交互に運転する際の運転特性図であり、縦軸に圧力H、横軸に水量Qを取って示す。曲線Aはインバータにより運転速度N3,すなわち100%運転速度でポンプを駆動した場合のQ−H性能曲線である。同様に、曲線B,C,Dはそれぞれ、N2,N1,N0の運転速度でポンプを駆動した時のQ−H性能曲線である。又、曲線Fは管路抵抗曲線であり、例えば使用水量が水量Q1から水量Q0に変化した時、ポンプの吐出し側でこの曲線Fに沿った圧力で給水すれば、末端水栓において給水系が所望の圧力が得られることを示している。尚、前述したインバータINV1,INV2はどのような条件、例えば加減速時間、V/F(出力電圧と出力周波数特性など)で回転するかをコンソールCONS1,CONS2により外部設定してある。即ち、給水装置は曲線F上をO3→O2→O1→O0に沿ってポンプを運転する。   FIG. 2 is an operation characteristic diagram when one pump is operated alone or two pumps are alternately operated by the water supply device described above, and the vertical axis indicates pressure H and the horizontal axis indicates water quantity Q. A curve A is a QH performance curve when the pump is driven at an operation speed N3, that is, a 100% operation speed by an inverter. Similarly, curves B, C, and D are QH performance curves when the pump is driven at the operation speeds of N2, N1, and N0, respectively. Curve F is a pipe resistance curve. For example, when the amount of water used changes from the amount of water Q1 to the amount of water Q0, if water is supplied at a pressure along the curve F on the discharge side of the pump, the water supply system at the terminal faucet Indicates that the desired pressure is obtained. The inverters INV1 and INV2 are externally set by the consoles CONS1 and CONS2 under what conditions, for example, acceleration / deceleration time and V / F (output voltage and output frequency characteristics, etc.). That is, the water supply device operates the pump along the curve F along O3-> O2-> O1-> O0.

さて、図1において、漏電しゃ断器ELB1,ELB2を投入し、制御電源用しゃ断器CBを投入すると、制御装置CUの電源が確立し、CPUは予めメモリMに記憶させているプログラムに基き、初期設定を行い、設定手段Cから設定情報を読込み、インバータ及び漏電しゃ断器の状態(故障していないこと)を入力ポートPIO−3より読込み、さらに圧力センサ9、10の信号をA/D変換器を介して読込む。又、予め管路抵抗曲線Fが記憶してあり、給水圧力は、負荷状態が変化した場合、運転速度の変化に対応してこの抵抗曲線Fに沿って変化するようにしてある。こうして運転準備が完了する。この状態で水を使用すると給水圧力が低下し、図2に示す始動圧力HON以下迄低下すると、CPUは出力ポートPIO−1を介して、インターフェースI/Oへリレー52X1を付勢する信号を出力すると共に、D/A変換器を介して、インバータINV1へ運転速度N1の信号を出力する。これによりインバータINV1が始動し、電動機5−1が駆動する。運転した後は、給水圧力が曲線F上にくるよう圧力センサ10の信号に基づき制御される。
使用水量が減少し、ポンプ停止条件が確立すると、CPUは現在出力しているリレー52X1の付勢信号とインバータINV1への速度指令信号N1を解除する。これによりポンプ4−1は停止する。再度、水が使用され、給水圧力HON以下となり始動条件が確立すると、リレー52X2、運転速度N2の信号が発せられ、今度は他方のインバータINV2、電動機5−2、が駆動し、ポンプ4−2を運転する。以後、同様に、切り替え制御が行われ交互運転が行われる。
In FIG. 1, when the earth leakage circuit breakers ELB1 and ELB2 are turned on and the control power supply circuit breaker CB is turned on, the power supply of the control unit CU is established, and the CPU is initialized based on the program stored in the memory M in advance. Setting is performed, setting information is read from the setting means C, the state of the inverter and the earth leakage breaker (not faulty) is read from the input port PIO-3, and the signals of the pressure sensors 9, 10 are further converted into an A / D converter. Read through. In addition, a pipe resistance curve F is stored in advance, and the supply water pressure is changed along the resistance curve F corresponding to the change in the operation speed when the load state changes. Thus, preparation for operation is completed. When water is used in this state, the water supply pressure decreases. When the starting pressure HON shown in FIG. 2 is lowered, the CPU outputs a signal for energizing the relay 52X1 to the interface I / O via the output port PIO-1. At the same time, a signal of the operation speed N1 is output to the inverter INV1 via the D / A converter. As a result, the inverter INV1 is started and the electric motor 5-1 is driven. After operation, the feed water pressure is controlled based on the signal from the pressure sensor 10 so as to be on the curve F.
When the amount of water used decreases and the pump stop condition is established, the CPU releases the energizing signal of the relay 52X1 and the speed command signal N1 to the inverter INV1 that are currently output. As a result, the pump 4-1 stops. When water is used again and the start-up condition is established because the water supply pressure is HON or less, the relay 52X2 and the operation speed N2 signals are issued, and the other inverter INV2 and the motor 5-2 are now driven to drive the pump 4-2. To drive. Thereafter, similarly, switching control is performed and alternate operation is performed.

図3はポンプ2台を並列運転した時の特性図であり、図2と同一符号で示すものは同じ意味をもつ。即ち、図2に示すようにポンプ2台を交互に運転していて、さらに使用水量が増大した場合にはポンプ4−1,4−2を同時に運転する。使用水量がQ3以上となると運転速度N3は最高速度であるため、給水能力が足りず、給水圧力がHLへ低下する。これによりCPUはリレー52X1、52X2、速度N1、N2の信号を共に発する。こうしてインバータINV1,INV2、電動機5−1、5−2、が同時運転となり、ポンプ4−1、4−2が並列運転となる。運転した後は給水圧力が曲線F上にくるよう、圧力センサ10の信号に基づく制御が成される。   FIG. 3 is a characteristic diagram when two pumps are operated in parallel, and the same reference numerals as those in FIG. 2 have the same meaning. That is, as shown in FIG. 2, when two pumps are operated alternately and the amount of water used is further increased, the pumps 4-1 and 4-2 are simultaneously operated. When the amount of water used is Q3 or more, the operation speed N3 is the maximum speed, so that the water supply capacity is insufficient and the water supply pressure decreases to HL. As a result, the CPU issues signals of relays 52X1, 52X2, and speeds N1, N2. In this way, the inverters INV1, INV2 and the motors 5-1, 5-2 are operated simultaneously, and the pumps 4-1, 4-2 are operated in parallel. After the operation, control based on the signal of the pressure sensor 10 is performed so that the feed water pressure is on the curve F.

図3に於いて使用水量が減少し、運転速度がN4+N3となり、給水圧力がHHとなると2台のうち1台が停止して単独運転となる。   In FIG. 3, when the amount of water used decreases, the operation speed becomes N4 + N3, and when the water supply pressure becomes HH, one of the two units stops and operates independently.

これらについて、特許文献1として特公平5−231332号公報が参考になる。   For these, Japanese Patent Publication No. 5-231332 is referred to as Patent Document 1.

このように従来は2台のインバータを駆動するためにこの上位にインバータを制御する主制御装置が必要であった。   Thus, conventionally, in order to drive two inverters, a main control device for controlling the inverters is required at the upper level.

上記した従来技術に於いては、次のような問題点があった。すなわち、
(1)従来のシステムでは、2台のインバータが正常であっても、主制御装置が異常で動作しなくなるとシステムダウンとなり断水に陥るという問題があった。
(2)ディュアルインバータでシステム構成する場合は、個々に制御機能を持つため、1台が故障でダウンした場合でも他の1台がバックアップ運転を行える。
しかし、個々に制御機能を持つが故にお互いの制御状態を伝えるのが難しくインバータを交互運転及び並列運転するためには、インバータ外部で互いにインターロックを取り、これらの状態を検出して運転指令する必要がある。また、お互いのインターロック信号が多く、制御ロジックが複雑なシステムとなっていた。
The above prior art has the following problems. That is,
(1) In the conventional system, even if the two inverters are normal, there is a problem that if the main controller stops operating due to an abnormality, the system goes down and water is shut down.
(2) When the system is configured with a dual inverter, since it has individual control functions, even if one unit goes down due to a failure, the other unit can perform backup operation.
However, it is difficult to convey the control status of each other because of the individual control functions. In order to operate the inverters alternately and in parallel, interlock each other outside the inverter, detect these states, and issue an operation command. There is a need. In addition, there are many interlock signals and the control logic is complicated.

特公平5−231332号公報Japanese Patent Publication No. 5-231332

本発明は上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、外付けの周辺装置が不要で、信号取り合いが簡単に行え、小型軽量、低コスト化が実現できるデュアルインバータとその応用装置を得ることにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a dual inverter that does not require an external peripheral device, can easily perform signal sharing, and can be reduced in size, weight, and cost. And to obtain the application device.

上記の目的を達成するため本発明は、2台のターボ機械と、前記ターボ機械をそれぞれ駆動する2台のインバータと、前記ターボ機械の負荷状態を検出する複数のセンサーとを備え前記ターボ機械の速度制御を行うターボ機械駆動装置において、前記インバータは互いに運転状態を示す4種の取り合い信号により連結され、前記複数のセンサーの信号を前記2台のインバータが共通に取り込み且つ前記2台のインバータが互いに前記取り合い信号によりインターロックをとりながら前記ターボ機械の速度制御を行うターボ機械駆動装置としたものであり、また、2台のターボ機械と、前記ターボ機械を1台毎に駆動する2台のインバータと、前記ターボ機械の負荷状態を検出し前記インバータに共通にその検出信号を出力する複数のセンサーとを備え前記ターボ機械の制御を行うものに於いて、前記
センサが予め定めた始動状態を検出したときに予め優先機として設定されたインバータが始動し、前記優先機が並列運転起動条件を検出したら該優先機を駆動するインバータから休止中のインバータに起動要求をかけて休止中のインバータを起動させ、前記優先機は並列起動したインバータにより駆動される次発機が並列定速状態になるまで1台運転時の吐出側最高目標圧力で吐出圧力一定制御になるようにインバータで変速運転し、前記優先機は並列起動した前記次発機が並列定速状態運転になったら2台並列運転時の吐出側目標圧力に沿って推定末端圧力一定制御になるように変速運転し、前記センサが予め定めた過少負荷状態を検出したら前記優先機を停止させることを特徴としたターボ機械駆動装置の制御方法としたものである。
In order to achieve the above object, the present invention comprises two turbomachines, two inverters respectively driving the turbomachines, and a plurality of sensors for detecting a load state of the turbomachines. In the turbo machine drive device that performs speed control, the inverter is connected by four kinds of contact signals that indicate the operation state of each other, the signals of the plurality of sensors are shared by the two inverters, and the two inverters are The turbo machine drive device controls the speed of the turbo machine while interlocking with each other by the engagement signal, and includes two turbo machines and two turbo machines that drive the turbo machines one by one. An inverter and a plurality of sensors for detecting a load state of the turbomachine and outputting a detection signal in common to the inverter And controlling the turbomachine, when the sensor detects a predetermined start state, an inverter set as a priority machine is started in advance, and the priority machine detects a parallel operation start condition. From the inverter that drives the priority machine, a startup request is made to the inactive inverter to start the inactive inverter, and the priority machine is set to 1 until the next engine driven by the parallel-started inverter enters a parallel constant speed state. Shifting operation with an inverter so that the discharge pressure is controlled at the maximum target pressure on the discharge side during stand-alone operation, and the priority machine starts parallel operation. The speed change operation is performed so that the estimated terminal pressure is constantly controlled along the discharge side target pressure, and the priority machine is stopped when the sensor detects a predetermined underload state. And it is obtained by a method of controlling a turbomachine drives.

本発明によれば、2台のインバータで最小の信号取合いでインバータ間の信号授受を行い、連係して運転できるようにしたため、外付けの制御装置が不要で、簡単、小形軽量、低コスト化を図ることのできるターボ機械駆動装置とその応用装置を得ることができる。   According to the present invention, two inverters exchange signals between inverters with minimum signal interaction and can be operated in conjunction with each other, so that an external control device is not required, and it is simple, small, lightweight, and low in cost. It is possible to obtain a turbo machine drive device and its application device capable of achieving the above.

本発明の実施の形態の概要を説明すると下記のようになる。
専用インバータの信号取り合いに必要な信号内容を極力最小限にし兼用できるところは兼用する。従来からある汎用インバータの持っているI/Oポートをそのまま利用しする。ポンプ運転、停止、並列運転起動の検出、解除の検出を先行するインバータだけで検出することにより相互のインバータ間の複雑な取り合い信号を簡略化し、相互のインターロック信号を最小の信号、好ましくは2つの出力と2つの入力信号で連結し、互いに信号の授受を行う。さらに、これらのインバータは予め設定部により、どのようにインバータを運転するか、あるいは負荷の運転パターンを設定し、どちらを先に運転させるか優先機を設定しておく。このようにして、交互及び並列運転、異常時のリトライ及びバックアップ運転を行うようにする。漏電しゃ断器は主回路の短絡保護及び二次側の漏電保護を行い、主
回路をしゃ断する。インバータはターボ機械を駆動し、2重系で構成され、負荷状態を検出する圧力センサー、過少負荷状態検出手段、吸込側圧力センサーの各信号は直接並列に同一レベルで取り込む。インバータにはそれぞれ予め制御方法、手順を記述したマイクロコンピュータを動作させるソフトウェアプログラムが組み込まれセンサー等の入力信号に従って運転する。使用初期、漏電しゃ断器を投入すると、両インバータの電源が確立し、予め優先機として外部設定されている方が運転を待機する。負荷状態を検出する圧力センサーが予め設定してある始動圧力を検出したら、待機している方のインバータが始動する。過少負荷状態を検出するセンサーがこれを検出し、予め設定してある停止条件が確立したら同インバータが停止し、休止中のインバータは先行機の停止信号により運転可能状態
とし、前述した要領で始動、停止を行う。さらに負荷状態を検出する圧力センサが、予め設定してある並列運転圧力状態を検出したら、運転中のインバータは、休止中のインバータに対して並列運転要求信号を出力し、休止中のインバータは、運転可能状態から、並列運転する。さらに、漏電しゃ断器のトリップ、インバータのトリップ発生時には両インバータ間を連結する信号線によりこの状態を互いに伝達し、異常発生側の停止から正常側の運転へと切替え、異常側は内部信号の発生を行いリトライを行う。さらに、インバータの盤面表示部にエラーコードによりこの状態を表示し、外部に信号を発する。この他この表示部を利用して、圧力、電流、電圧、周波数の値を表示する。
The outline of the embodiment of the present invention will be described as follows.
The signal content necessary for signal exchange of the dedicated inverter is minimized as much as possible. The conventional I / O port of a general-purpose inverter is used as it is. By detecting the pump operation, stop, parallel operation start detection, and release detection only with the preceding inverter, the complicated signal between the mutual inverters is simplified, and the mutual interlock signal is minimized, preferably 2 It is connected with two outputs and two input signals, and exchanges signals with each other. Further, these inverters are set in advance by a setting unit to set how to operate the inverter, or set an operation pattern of a load, and set which one is to be operated first. In this way, alternate and parallel operation, retry at the time of abnormality, and backup operation are performed. The earth leakage breaker provides short circuit protection for the main circuit and earth leakage protection on the secondary side, and cuts off the main circuit. The inverter drives the turbomachine and is composed of a double system. The signals of the pressure sensor for detecting the load state, the underload state detecting means, and the suction side pressure sensor are directly taken in parallel at the same level. Each inverter is preinstalled with a software program for operating a microcomputer in which a control method and a procedure are described, and operates according to an input signal from a sensor or the like. In the initial stage of use, when the earth leakage breaker is turned on, the power sources of both inverters are established, and the one set in advance as a priority machine waits for operation. When the pressure sensor that detects the load state detects a preset start pressure, the standby inverter starts. A sensor that detects an underload condition detects this, and when a preset stop condition is established, the inverter stops, and the inactive inverter is made ready for operation by a stop signal from the preceding machine and started as described above. , Stop. Furthermore, when the pressure sensor that detects the load state detects a preset parallel operation pressure state, the operating inverter outputs a parallel operation request signal to the inactive inverter, and the inactive inverter Operate in parallel from the ready state. In addition, when an earth leakage breaker trip or inverter trip occurs, this state is transmitted to each other by a signal line connecting the two inverters, switching from the stop on the abnormal side to the normal operation, and the internal side generates an internal signal. And retry. Further, this state is displayed by an error code on the panel display of the inverter, and a signal is transmitted to the outside. In addition, the pressure, current, voltage, and frequency values are displayed using this display unit.

以下、本発明の一実施例を図を用いて更に詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

図4は本発明を給水装置に応用した実施例を示す全体構成図であり、従来技術説明に引用した図1と同一符号で表わしているものはこれと同じものであるから説明を省く。   FIG. 4 is an overall configuration diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a water supply apparatus, and what is denoted by the same reference numerals as those in FIG.

同図に於いて、制御装置CNUは漏電しゃ断器ELB1,ELB2、インバータINV1,INV2及びノイズフィルタZCL0,ZCL1,ZCL2を備える。これは、図1で示したリレー回路部Rと制御装置(ハードウェアとソフトウェアを共に)CUを前述したインバータINV1,INV2に組込んだことによるものである。   In the figure, the control device CNU includes leakage breakers ELB1, ELB2, inverters INV1, INV2, and noise filters ZCL0, ZCL1, ZCL2. This is because the relay circuit R and the control unit (both hardware and software) CU shown in FIG. 1 are incorporated in the inverters INV1 and INV2.

即ち、このインバータINV1,INV2は漏電しゃ断器ELB1,ELB2のトリップ信号ALを信号線S1、S2を介して制御盤外部端子へELBトリップ信号として出力する。   That is, the inverters INV1 and INV2 output the trip signal AL of the leakage breakers ELB1 and ELB2 as ELB trip signals to the control panel external terminals via the signal lines S1 and S2.

フロースイッチFS1又はFS2の信号FS1b、又はFS2bを信号線S4、又はS5を介して端子DI4−COMに入力し、圧力センサ9、10の信号をそれぞれ信号線S6、S7を介して端子AN0,AN1,Lに入力する。尚、この圧力センサ9、10はインバータINV1,INV2に共通に使用するため、両者間を信号線S8により接続する。   The signal FS1b or FS2b of the flow switch FS1 or FS2 is input to the terminal DI4-COM via the signal line S4 or S5, and the signals of the pressure sensors 9 and 10 are respectively input to the terminals AN0 and AN1 via the signal lines S6 and S7. , L. Since the pressure sensors 9 and 10 are commonly used for the inverters INV1 and INV2, they are connected by a signal line S8.

インバータINV1,INV2の端子DI1,DI2,DO1,DO2間を信号線S3で接続し、運転状態、故障状態、運転要求などの信号のやり取りを行う。DI3端子は優先機の選択信号としてインバータINV1はCOMと短絡する。   The terminals DI1, DI2, DO1, and DO2 of the inverters INV1 and INV2 are connected by a signal line S3, and signals such as an operation state, a failure state, and an operation request are exchanged. The DI3 terminal is a selection signal for the priority machine, and the inverter INV1 is short-circuited with COM.

さらに、信号線S9,S10はインバータINV1,INV2の故障を中央の監視盤等へ出力するための信号である。   Further, signal lines S9 and S10 are signals for outputting a failure of the inverters INV1 and INV2 to a central monitoring panel or the like.

図5及び表1にインバータINV1,INV2の取合い信号S3の詳細を示す。なお、表1は本発明によるデュアルインバータの取合い信号の出力状態と制御状態を示す記号表である。   FIG. 5 and Table 1 show details of the contact signal S3 of the inverters INV1 and INV2. Table 1 is a symbol table showing the output state and control state of the contact signal of the dual inverter according to the present invention.

インバータ1、インバータ2のインターロック信号はそれぞれ2本の出力、2本の入力を持っており、この2bitの信号をON−OFFすることにより4種類の状態を相手に知らせることができる。   The interlock signals of the inverter 1 and the inverter 2 have two outputs and two inputs, respectively. By turning this 2-bit signal on and off, four types of states can be notified to the other party.

図5では出力DO1、DO2の状態を仮に表1に示したA〜Dの状態で現すとすると、状態Aは、DO1、DO2が両方ONの状態で自分が先行運転しているポンプであれば”並列起動要求”信号を示す。   In FIG. 5, if the states of outputs DO1 and DO2 are expressed in the states A to D shown in Table 1, state A is a pump that is operating in advance with both DO1 and DO2 ON. Indicates a “parallel activation request” signal.

自分が次発ポンプであれば予め設定された最高速一定の状態に達したときに出力される“並列定速状態”信号を示す。これは両方が自動モードで、並列運転を設定されているときに発生する。状態BはDO1がON、DO2がOFF状態で“自動交互(並列)運転中”の状態を示す。状態CはDO1がOFF、DO2がON状態で“自動交互(並列)待機中”の状態を示す。状態Dは、DO1、DO2が両方OFFの状態で“動単独運転モード”、“手動モード”、“故障停止中”、あるいは“電源遮断中”の状態を示し、自分が単独で運転している状態か、又は、交互・並列で運転できない状態を示す。以上の信号により、交互、並列、故障時のバックアップ運転等の取合いを実現させることができる。   If it is the next pump, it indicates a “parallel constant speed state” signal that is output when a preset maximum speed constant state is reached. This occurs when both are in automatic mode and set to run in parallel. State B indicates a state of “automatic alternate (parallel) operation” with DO1 ON and DO2 OFF. State C shows a state of “automatic alternate (parallel) standby” in which DO1 is OFF and DO2 is ON. The state D indicates the state of “moving alone operation mode”, “manual mode”, “failure stop”, or “power-off” when both of DO1 and DO2 are OFF. Indicates a state that cannot be operated alternately or in parallel. With the above signals, it is possible to realize an interaction such as backup operation at the time of alternating, parallel, and failure.

その信号の取合いの詳細について図6、図7のタイムチャートによって説明する。まず図6のタイムチャートを使用して、電源立上げ後の交互運転動作及び異常時の動作について説明する。同図の時刻1に於いて、インバータ1の電源が立ち上がり、状態がDからCに変わる。この時、相手インバータ2はまだ電源が立ち上がっていないので、D状態のままである。ポンプ運転可能なのはインバータ1だけなのでインバータ1は自動で単独運転で動作する。時刻2おいてインバータ1はポンプ起動条件を検出しインバータ1は運転する。この時、インバータ1はC状態からB状態を出力し運転中であることを示す。時刻3においてポンプ停止条件を検出して、インバータ1は停止しB状態からC状態を出力する。   The details of the signal connection will be described with reference to the time charts of FIGS. First, using the time chart of FIG. 6, the alternate operation after power-on and the operation at the time of abnormality will be described. At time 1 in the figure, the power source of the inverter 1 rises and the state changes from D to C. At this time, the power source of the counterpart inverter 2 has not yet started up, so it remains in the D state. Since only the inverter 1 can be pumped, the inverter 1 automatically operates in a single operation. At time 2, the inverter 1 detects the pump start condition, and the inverter 1 operates. At this time, the inverter 1 outputs the B state from the C state to indicate that it is in operation. At time 3, the pump stop condition is detected, and the inverter 1 stops and outputs the C state from the B state.

次に、時刻4においてインバータ2の電源が立ち上がったのでインバータ2はD状態からC状態を出力する。インバータ1はインバータ2がC状態になり交互又は並列運転が可能になったので単独運転から交互、並列運転状態に移る。時刻5においてポンプ起動条件を検出する。このときインバータ1もインバータ2も同じセンサーの信号を取り込んでいるので同時に起動条件は成立するが、インバータ1は優先機に設定されているのでインバータ1が先に起動し、状態CからBを出力する。インバータ2は電源が立ち上がったときにはすでにインバータ1はCの状態なので交互モードになっているが、優先機でない方は起動条件を検出しても運転するのに遅れを持たせることにより、起動条件が同時に成立しても優先機であるインバータ1が先に運転しB状態を出力するので、インバータ2は運転をやめる。このようにタイミングをづらすことにより同時に起動することを防止する。時刻5以降は、先行機、次発機がはっきりしたので、時刻6で停止、時刻7で起動条件が成立しインバータ2が運転する。以降同様に交互運転を行う。時刻10においてインバータ1に故障が発生した場合、インバータ1の状態はBからDになる。このとき停止中のインバータ2はインバータ1の状態がBからDに変化したことで故障と判断し、また、起動条件が検出されているので運転を開始し、状態をCからBへ出力する。インバータ2が運転中時刻11でインバータ1の故障が回復した場合、インバータ1は状態をDからCへ出力し正常な交互運転モードが可能になるので、待機状態になる。時刻12ではインバータ2が停止して、時刻13以後正常な交互運転を行う。   Next, since the power source of the inverter 2 has risen at time 4, the inverter 2 outputs the C state from the D state. Since the inverter 2 is in the C state and can be operated alternately or in parallel, the inverter 1 shifts from the single operation to the alternating or parallel operation state. At time 5, the pump start condition is detected. At this time, both the inverter 1 and the inverter 2 capture the same sensor signal, so the start condition is satisfied at the same time. However, since the inverter 1 is set as the priority machine, the inverter 1 starts first and outputs B from the state C. To do. The inverter 2 is already in the alternating mode because the inverter 1 is in the C state when the power is turned on, but the non-priority machine has a start-up condition by delaying operation even if the start-up condition is detected. Even if it is established at the same time, the inverter 1, which is a priority machine, operates first and outputs the B state, so the inverter 2 stops operating. In this way, simultaneous activation is prevented by setting the timing. After time 5, since the preceding machine and the next engine are clear, the stop is performed at time 6, the start condition is established at time 7, and the inverter 2 is operated. Thereafter, alternate operation is performed in the same manner. When a failure occurs in the inverter 1 at time 10, the state of the inverter 1 changes from B to D. At this time, the stopped inverter 2 judges that the inverter 1 has failed because the state of the inverter 1 has changed from B to D, and starts operation because the activation condition is detected, and outputs the state from C to B. When the failure of the inverter 1 is recovered at the time 11 when the inverter 2 is in operation, the inverter 1 outputs the state from D to C, and the normal alternate operation mode becomes possible, so that the inverter 1 enters the standby state. At time 12, the inverter 2 is stopped and normal alternating operation is performed after time 13.

次に、図7のタイムチャートを使用して、並列運転動作について説明する。同図の時刻1に於いては、図6の時刻4と同じ状態で、同図の時刻2に於いて、起動条件を検出してたら、図6の時刻5と同様に、優先機に設定されているインバータ1が先に運転を開始する。時刻3において並列起動条件が成立したらインバータ1はインバータ2が自動運転可能な状態Cであればインバータ2に対して”並列起動要求”Aを出力する。インバータ2はインバータ1が状態Aを出力したのを確認して運転を開始する。このときインバータ2は状態CからBを出力し、設定した速度(好ましくはMAX速度)まで徐々に速度を増していく。インバータ1は時刻3から時刻4までは図3においてF曲線のO3(1台目吐出
側の最高目標圧力の点)を目標値として、吐出圧一定になるように変速運転を行う。時刻4にてインバータ2は設定速度に達したら状態BからAにして“並列定速状態”になったことを出力する。インバータ1はインバータ2の状態Aを確認したら図3におけるF曲線のO3〜O5上の目標値で水量の変化に応じて推定末端圧力一定制御に基づいた変速運転を行う。時刻5にてインバータ1が並列解除条件を検出したら、ポンプ4−1を停止させ状態をAからCに出力する。インバータ2はインバータ1がC状態になったのを確認して、定速運転から図3におけるF曲線のO0〜O3上の目標値で水量の変化に応じて推定末端圧力一定制御に基づいた変速運転を行う。このようにして以上の信号の取合いにより、先行機だけで起動、並列導入、並列解除、停止条件を検出することができ、制御の一元化を行うことができる。又、この方式により、並列起動の圧力変動を小さく抑えることができ、並列により運転機を切り替えることができる。
Next, the parallel operation will be described using the time chart of FIG. At time 1 in FIG. 6, in the same state as time 4 in FIG. 6, when a start condition is detected at time 2 in FIG. 6, it is set as a priority machine in the same manner as time 5 in FIG. The started inverter 1 starts operation first. If the parallel start condition is satisfied at time 3, the inverter 1 outputs a “parallel start request” A to the inverter 2 if the inverter 2 is in the state C in which the automatic operation is possible. Inverter 2 confirms that inverter 1 has output state A and starts operation. At this time, the inverter 2 outputs B from the state C and gradually increases the speed to the set speed (preferably the MAX speed). From time 3 to time 4, the inverter 1 performs a shift operation so that the discharge pressure becomes constant with O3 (the point of the highest target pressure on the first discharge side) of the F curve in FIG. 3 as a target value. When the inverter 2 reaches the set speed at time 4, the state B is changed to A and the fact that the “parallel constant speed state” is obtained is output. When the inverter 1 confirms the state A of the inverter 2, the inverter 1 performs a shift operation based on the estimated terminal pressure constant control according to the change in the water amount with the target values on the O3 to O5 of the F curve in FIG. When the inverter 1 detects the parallel release condition at time 5, the pump 4-1 is stopped and the state is output from A to C. The inverter 2 confirms that the inverter 1 is in the C state, and shifts from the constant speed operation based on the estimated terminal pressure constant control according to the change in the water amount at the target value on O0 to O3 of the F curve in FIG. Do the driving. In this manner, the start, parallel introduction, parallel release, and stop conditions can be detected only by the preceding machine and the control can be unified by the above-described signal interaction. Moreover, this system can suppress the pressure fluctuation at the time of parallel activation, and can switch the operating units in parallel.

次に、図8のフローチャートを使用して、図6、図7のタイムチャートのごとく制御を実現する為の流れを説明する。同図の“○”は自分の状態を出力する記号を示す。“□”は相手の状態がどういう状態に移ったかを記号で示す。800において、予めインバータの外部端子により優先機を決定する。801において、電源が投入されると、802において、強制的に優先機を先行機、優先機でない方を次発機に設定する。803において、始動条件が成立するまで待機中の状態になり、始動条件が成立すると804に処理が移り、ここで先行機か次発機かの設定により処理が分かれる。   Next, a flow for realizing control as in the time charts of FIGS. 6 and 7 will be described using the flowchart of FIG. In the figure, “◯” indicates a symbol that outputs its own state. “□” indicates the state of the opponent's state as a symbol. In 800, a priority machine is determined in advance by an external terminal of the inverter. When the power is turned on in 801, the priority machine is forcibly set as the preceding machine and the non-priority machine as the next engine in 802. In 803, a standby state is established until the start condition is satisfied, and when the start condition is satisfied, the process proceeds to 804, where the process is divided depending on whether the preceding machine or the next engine is set.

先行機の場合は、805において、始動開始し、806で自分が故障かどうかを確認し、正常であれば807において、図3におけるF曲線のO0〜O3上の目標値で水量の変化に応じた末端圧一定制御を行い、その間808で過少水量条件を確認し、条件が成立すれば809において、停止処理に入る。停止した場合は、822において、先行機から次発機に設定を切替え、交互運転に備える。808で過少水量条件を検出せず、810で並列条件を確認した場合、811で相手状態を確認し、“自動待機中”であれば812で“並列起動要求”を相手に出力し、並列起動させる。813で相手状態を確認し、814〜816で相手が“並列定速状態”になるまで814において、図3においてF曲線のO3(1台目吐出側の最高目標圧力の点)を目標値とした、吐出圧一定で制御する。相手状態が“並列定速状態”なのを確認できたら818において、図3におけるF曲線のO3〜O5上の目標値で水量の変化に応じた2台目の末端圧一定で制御を行う。820において、並列解除条件を確認し、条件が成立したら821において、先行機を停止させる。その間817〜820で次発機が故障停止したら、807に戻り1台のみの末端圧一定で制御を行う。819では先行機(自分)の故障状態を確認する。故障あるいは、並列解除で先行機が停止した場合は、過少水量検出停止と同様に822において、先行機から次発機に設定を切替え、次の交互運転に備える。以上が図6、第7図のタイムチャートを実現する為の先行機としての処理である。   In the case of the preceding aircraft, start is started in 805, and it is confirmed whether or not it is in failure in 806. If normal, in 807, the target value on O0 to O3 of the F curve in FIG. The terminal pressure constant control is performed, and the underwater condition is confirmed at 808 during that period. If the condition is satisfied, the stop process is started at 809. If stopped, the setting is switched from the preceding machine to the next engine at 822 to prepare for the alternate operation. If the underwater condition is not detected at 808 and the parallel condition is confirmed at 810, the partner state is confirmed at 811, and if “automatic standby”, “Parallel start request” is output to the partner at 812 and parallel start Let In step 814, the counterpart state is confirmed in 813, and in step 814 until the counterpart enters the “parallel constant speed state”, in FIG. 3, O3 (the point of the maximum target pressure on the first discharge side) of the F curve in FIG. The discharge pressure is controlled to be constant. When it is confirmed that the partner state is the “parallel constant speed state”, in 818, control is performed with the target pressure on O3 to O5 of the F curve in FIG. In 820, the parallel release condition is confirmed, and if the condition is satisfied, the preceding machine is stopped in 821. In the meantime, if the next engine breaks down at 817 to 820, the control returns to 807 and control is performed with only one terminal pressure constant. In 819, the failure state of the preceding machine (self) is confirmed. If the preceding machine stops due to a failure or parallel release, the setting is switched from the preceding machine to the next generator at 822 in preparation for the next alternate operation in the same manner as in the case where the detection of the excessive water amount is stopped. The above is the processing as the preceding machine for realizing the time charts of FIGS.

次に、次発機の処理について、804において、次発機と設定された場合823で相手の先行機が運転したか、もしくは運転しているかを確認する。運転している場合は、824において、並列要求があるかを確認し、要求がある場合は826において、並列起動する、。起動したら829において、先行機が停止するまで、一定速で運転する。起動したら加速していき、828において、予め設定された一定速なったら“並列定速状態”を先行機に知らせる。829において、先行機が停止したら、830において、次発機を先行機に設定を切替え、以後は先行機として806に処理を移して末端圧一定制御を行う。また、823〜824で、並列要求待ち状態(自動待機中)において、先行機が故障又は過少水量検出で停止した場合は825において、次発機を先行機に設定を切替え、次の始動に備える。以上が図6、図7のタイムチャートを実現する為の次発機としての処理である。   Next, regarding the processing of the next engine, if it is set as the next engine in 804, it is confirmed in 823 whether the partner preceding machine has been operated or is operating. If it is in operation, it is checked in 824 whether there is a parallel request, and if there is a request, in 826, parallel activation is performed. When activated, the vehicle is operated at a constant speed in 829 until the preceding aircraft stops. When started, the vehicle accelerates. At 828, when the vehicle reaches a predetermined constant speed, the preceding machine is informed of the “parallel constant speed state”. When the preceding machine stops at 829, the setting of the next machine is switched to the preceding machine at 830, and thereafter, the process is shifted to 806 as the preceding machine to perform constant terminal pressure control. In 823 to 824, when the preceding machine stops in a parallel request waiting state (during automatic waiting), the setting is changed to the preceding machine in 825 to prepare for the next start. . The above is the process as the next engine for realizing the time charts of FIGS.

以上の実施例によれば、2台のターボ機械とこれを1台毎に駆動する2台のインバータで構成され、これらのインバータはマイコンが搭載され、状態表示部と制御定数の設定部を備え、前記ターボ機械の負荷状態を検出するセンサー群の信号を取り込んで、予め前記制御定数設定部に負荷状態に基いて運転されるよう設定されており、互いに運転状態と故障状態を示す最少の信号線により連結され、2台のインバータが互いにインターロックをとりながら推定末端圧力一定制御を行うものに於いて、並列起動時の制御では、取合い信号の中に“並列起動要求”信号を設け、先行機が並列運転起動条件を検出したら休止中のインバータに並列起動要求信号を出力して休止中のインバータを起動させ、休止中のインバータが起動したら“自動運転中”信号を出力し、予め設定された加速で徐々に速度を上
げ予め定めた一定速度(好ましくは最高速度)まで達したら、“並列定速状態”信号を先行機に対して出力し、先行機は、並列起動したインバータが、“自動運転中”から“並列定速状態”になるまで1台目吐出側の目標圧力が一定になるように変速運転制御し、先行機は、並列起動した次発機が“並列定速状態”運転になったら、2台目吐出側目標圧力に沿って推定末端圧力一定制御になるように変速運転し、また、並列解除時の制御では、並列運転中、次発機は定速運転を行っているので、推定末端圧力一定で変速運転している先行機は、自分の回転数と負荷側の圧力により、予め設定されていた並列解除条件を検出でき、並列解除条件としては、先行機が最低速度に達したら圧力を監視し停止圧力になったら先行機を停止させ、次発機に対して出力し、定速運転している次発機は、“自動待機中
”信号を受信したら定速運転から予め設定された1台目吐出側目標圧力に沿って推定末端圧力一定制御になるように変速運転するので、デュアルインバータであっても先行する1台のインバータのみで並列運転の起動、停止条件を検出することが可能になった。
According to the above embodiment, it is composed of two turbomachines and two inverters that drive the turbomachines one by one. These inverters are equipped with a microcomputer, and include a status display unit and a control constant setting unit. , A signal of a sensor group for detecting the load state of the turbo machine is set in advance so that the control constant setting unit is operated based on the load state, and the minimum signal indicating the operation state and the failure state with each other Connected by a wire and two inverters perform constant terminal pressure control while interlocking with each other. In the control at the time of parallel start, a "parallel start request" signal is provided in the connection signal, When the machine detects a parallel operation start condition, it outputs a parallel start request signal to the inactive inverter to start the inactive inverter. "When a signal is output and the speed is gradually increased at a preset acceleration to reach a predetermined constant speed (preferably the maximum speed), a" parallel constant speed state "signal is output to the preceding machine. Controls the shift operation so that the target pressure on the discharge side of the first unit is constant until the inverter that is started in parallel is in “automatic operation” to “parallel constant speed state”. When the engine is in “Parallel Constant Speed” operation, the speed change operation is performed so that the estimated terminal pressure becomes constant control along the target discharge pressure on the second discharge side. Since the next machine is operating at a constant speed, the preceding machine that is shifting at a constant estimated end pressure can detect the preset parallel release condition based on its own rotation speed and pressure on the load side, The parallel release condition is that when the preceding machine reaches the minimum speed, When the stop pressure is reached, the preceding machine is stopped, output to the next engine, and the next engine that is operating at constant speed is preset from constant speed operation when it receives the “automatic standby” signal. Since the shift operation is performed so that the estimated terminal pressure is constantly controlled along the first discharge side target pressure, even if it is a dual inverter, the start and stop conditions of the parallel operation can be detected only by the preceding one inverter. Became possible.

また、並列起動時の過渡状態の制御では、先行機が並列運転起動条件を検出したら休止中のインバータに起動要求をかけ、休止中のインバータを起動させ、先行機は、並列起動したインバータが、並列定速状態になるまで1台目吐出側の最高目標圧力で吐出圧力一定制御になるように変速運転し、先行機は、並列起動した次発機が並列定速状態運転になったら、2台目吐出側目標圧力に沿って吐出目標圧力を変化させながら、推定末端圧力一定制御になるように変速運転するので、並列起動時の過渡状態の不安定時に次発機が安定状態になるまで先行機の吐出側目標圧力を更新しないことにより制御状態が発散することを押さえ安定した圧力制御を行える効果がある。   In addition, in the control of the transient state at the time of parallel activation, when the preceding machine detects the parallel operation activation condition, it issues an activation request to the inactive inverter and activates the inactive inverter. The speed change operation is performed so that the discharge pressure is constant at the maximum target pressure on the first discharge side until the parallel constant speed state is reached. When the next machine that is started in parallel enters the parallel constant speed state operation, 2 While changing the discharge target pressure according to the target discharge side target pressure, speed change operation is performed so that the estimated terminal pressure is constant, until the next engine becomes stable when the transient state is unstable during parallel startup By not updating the discharge target pressure of the preceding machine, there is an effect that stable control of pressure can be performed by suppressing the divergence of the control state.

また、2台のインバータを連結する信号の中に、故障で停止であるものも含むようにし、この信号をインバータの電源遮断で出力される状態と同一の状態で表すことにより漏電遮断器のトリップ信号を個別に取り込むことなく故障飛び越しすることが可能になった。   In addition, the signal that connects two inverters includes those that are stopped due to a failure, and this signal is expressed in the same state as the state that is output when the inverter power is cut off. It is now possible to jump over faults without having to capture signals individually.

また、モードスィッチを設け、手動−切−自動の信号を2台のインバータの外部入力端子に接続し、図4において、DI5をON、DI6をOFFにすることで“自動”、DI5をOFF、DI6をONにすることで“手動”、DI5、DI6を両方OFF又はONすることで“切”、となるように意味付けすることにより2台のインバータの制御状態を同一にすることが可能になった。   In addition, a mode switch is provided, and a manual-off-automatic signal is connected to the external input terminals of the two inverters. In FIG. 4, DI5 is turned on and DI6 is turned off to turn "automatic", DI5 is turned off, It is possible to make the control state of the two inverters the same by meaning that “manual” is set by turning on DI6 and “off” is set by turning both DI5 and DI6 off or on. became.

また、2台のインバータのうちどちらか一方のある1つの外部入力端子を例えば短絡して“優先機”とすることにより、電源投入時又は停電の復電時の同時運転の誤動作が防止でき、外部端子を利用することにより優先機の設定が容易にできるようになった。   In addition, by making one external input terminal of either of the two inverters short-circuited, for example, to become a “priority machine”, it is possible to prevent malfunctions during simultaneous operation when power is turned on or when a power failure is restored, The priority machine can be easily set by using an external terminal.

また、第1系統と第2系により完全2重系システムを構成し故障バックアップを取っているので、より一層信頼性を向上することができるようになった。   In addition, since a complete dual system is constituted by the first system and the second system and a failure backup is taken, the reliability can be further improved.

また、予めインバータには負荷運転パターンにより運転するようプログラムが搭載されており、これに基いて、運転されるよう前記インバータの設定部により設定されており、負荷状態検出手段が始動圧力を検出した時に、優先機として設定されたインバータが始動し、過少負荷検出手段が過少負荷状態を検出し停止条件が確立したら停止するようにしたので、2台のインバータの取合いに、外付けの通信回路部及び複雑な取合いのロジックを必要とせず交互運転又は交互・並列運転を行うことができるので、制御装置が簡略化され、小形軽量で且つ、低コスト化が実施できる。さらに、部品点数が削減されるので信頼性が向上する。また、主回路の短絡及び漏電は漏電しゃ断器により、これ以外の負荷側の故障状態はインバータの内部状態量の変化により、インバータ自身が監視しているため、簡
単で確実に異常時の切替え運転が可能となる。更に、予め優先機をインバータで外部設定可能として起動タイミングをずらしてあるので、運転順序が乱れることがない(停電復帰時など)。
In addition, the inverter is preinstalled with a program to operate according to the load operation pattern, and based on this, the inverter is set by the setting unit to operate, and the load state detecting means detects the starting pressure. Sometimes the inverter set as the priority machine starts, and the underload detection means detects the underload condition and stops when the stop condition is established. In addition, since the alternate operation or the alternate / parallel operation can be performed without the need for complicated logic, the control device is simplified, small and light, and the cost can be reduced. Furthermore, since the number of parts is reduced, the reliability is improved. In addition, since the inverter itself monitors the main circuit short circuit and leakage due to an earth leakage breaker, and other load-side fault conditions are monitored by changes in the internal state quantity of the inverter, switching operation in the event of an abnormality is simple and reliable. Is possible. Furthermore, since the start timing is shifted in advance so that the priority machine can be externally set by the inverter, the operation order is not disturbed (such as when power is restored).

更にまた、故障時リトライ動作を付加してあるので、故障状態を確実に検出できる。   Furthermore, since a retry operation at the time of failure is added, the failure state can be reliably detected.

更にまた、負荷状態を検出する圧力センサー、吸込側圧力を検出する圧力センサーを2台のインバータで共有できるようにしたので簡単・安価となる。   Furthermore, since the pressure sensor for detecting the load state and the pressure sensor for detecting the suction side pressure can be shared by the two inverters, it is simple and inexpensive.

図1は従来のターボ機械駆動装置の構成図である。FIG. 1 is a block diagram of a conventional turbomachine drive device. 図2はポンプを単独、又は交互に運転する際の運転特性図である。FIG. 2 is an operation characteristic diagram when the pump is operated alone or alternately. 図3はポンプ2台並列運転時の運転特性図である。FIG. 3 is an operation characteristic diagram when two pumps are operated in parallel. 図4は本発明によるターボ機械としての給水装置を例示したシステムの全体構成図である。FIG. 4 is an overall configuration diagram of a system illustrating a water supply device as a turbo machine according to the present invention. 図5は本発明によるデュアルインバータの端子詳細と取合い信号の説明を示す。FIG. 5 shows the terminal details of the dual inverter according to the present invention and the description of the connection signal. 図6は本発明による図4に示す装置の電源立上げ処理の手順を示すタイムチャートである。FIG. 6 is a time chart showing the procedure of power-on processing of the apparatus shown in FIG. 4 according to the present invention. 図7は本発明による図4に示す装置の並列運転の制御方法を示すタイムチャートである。FIG. 7 is a time chart showing a control method of parallel operation of the apparatus shown in FIG. 4 according to the present invention. 図8は本発明による図6、図7の処理を実現する為のフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for realizing the processing of FIGS. 6 and 7 according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

CNU:制御装置、INV1,INV2:インバータ、CU:制御装置、4−1、4−2:ポンプ、5−1、5−2:電動機、9、10:圧力センサ
CNU: control device, INV1, INV2: inverter, CU: control device, 4-1, 4-2: pump, 5-1, 5-2: electric motor, 9, 10: pressure sensor

Claims (13)

少なくとも2台のターボ機械と、前記ターボ機械をそれぞれ駆動する少なくとも2台のインバータと、前記ターボ機械の負荷状態を検出する複数のセンサーとを備え前記ターボ機械の速度制御を行うターボ機械駆動装置において、前記インバータは互いに運転状態を示す少なくとも4種の取り合い信号により連結され、前記複数のセンサーの信号を少なくとも前記2台のインバータが共通に取り込み且つ少なくとも前記2台のインバータが互いに前記取り合い信号により少なくとも運転停止、単独運転、交互運転、並列運転を判断して前記ターボ機械の速度制御を行うターボ機械駆動装置。   In a turbomachine drive device that includes at least two turbomachines, at least two inverters that respectively drive the turbomachines, and a plurality of sensors that detect a load state of the turbomachines, and performs speed control of the turbomachines The inverters are connected by at least four kinds of contact signals indicating the operating state of each other, the signals of the plurality of sensors are taken in common by at least the two inverters, and at least the two inverters are mutually connected by the contact signals. A turbomachine drive device that performs speed control of the turbomachine by determining operation stop, single operation, alternate operation, and parallel operation. 前記ターボ機械はターボ形ポンプであることを特徴とした請求の範囲第1項記載のターボ機械駆動装置。   2. The turbo machine drive device according to claim 1, wherein the turbo machine is a turbo pump. 前記ターボ機械はターボ形送風機であることを特徴とした請求の範囲第1項記載のターボ機械駆動装置。   The turbo machine drive device according to claim 1, wherein the turbo machine is a turbo blower. 前記4種の取り合い信号は、2本の出力信号と2本の入力信号で互いに前記インバータ間で受発信されることを特徴とする請求の範囲第1項記載のターボ機械駆動装置。   The turbo machine drive device according to claim 1, wherein the four kinds of contact signals are transmitted and received between the inverters by two output signals and two input signals. 前記4種の取り合い信号は、前記インバータのうち運転中の一方のインバータから休止中の他方のインバータに起動要求をかけ前記休止中のインバータを起動させる並列起動要求信号と、運転中の前記一方のインバータに続いて休止中の前記他方のインバータが起動してから予め定めた一定速度になるまで前記他方のインバータから前記一方のインバータに出力される自動運転中信号と、前記他方のインバータが予め定めた一定速度で運転されているときに前記他方のインバータから前記一方のインバータに出力される並列定速状態信号と、前記一方または他方のインバータの片方または両方が停止状態のとき該停止状態のインバータから他のインバータに出力される自動停止中信号からなることを特徴とす
る請求の範囲第1項記載のターボ機械駆動装置。
The four kinds of contact signals are: a parallel activation request signal that activates the inactive inverter by applying an activation request from one of the inverters that is in operation to the other inactive inverter, and the one of the inverters that is in operation An automatic operation in-progress signal that is output from the other inverter to the one inverter until the predetermined constant speed is reached after the other inverter that has been paused is started following the inverter, and the other inverter is predetermined. A parallel constant speed state signal output from the other inverter to the one inverter when operating at a constant speed, and an inverter in the stopped state when one or both of the one or other inverters are in a stopped state 2. The turbo according to claim 1, comprising an automatic stop signal output from said to another inverter.械 drive.
前記自動停止中信号は、前記インバータが故障で停止中であることを示す信号と前記インバータが電源遮断されて停止中であることを示す信号を同一状態の信号として含んでいることを特徴とする請求の範囲第5項記載のターボ機械駆動装置。   The automatic stop signal includes a signal indicating that the inverter is stopped due to a failure and a signal indicating that the inverter is stopped because the power is shut down as a signal in the same state. The turbo machine drive device according to claim 5. 前記インバータは、続いて並列起動した前記他方のインバータが、前記自動運転中信号を発信してから前記並列定速状態信号を発信するまで前記一方のインバータにより駆動される前記ターボ機械の吐出側目標圧力を一定になるように制御する変速運転する手段と、前記他方のインバータが前記並列定速状態信号を発信したら2台並列運転時の吐出側目標圧力に沿って推定末端圧力一定制御になるように前記ターボ機械を変速運転する手段と、前記他方のインバータで駆動されるターボ機械が定速運転で並列運転中に前記他方のインバータで吐出側圧力一定で変速運転している前記ターボ機械の回転数と負荷側の圧力に基づき予め設定された並列解除条件を検出する手段と、前記並列解除条件を検出したとき前記他方のインバータに前記自動停止中信号を出力する手段とを備え、前記他方のインバータは、並列運転中に前記自動停止中信号を受信したとき定速運転制御に代えて予め設定された1台運転時の吐出側目標圧力に沿って推定末端圧力一定制御になるように変速運転する手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第5項記載のターボ機械駆動装置。   The inverter is a discharge-side target of the turbomachine that is driven by the one inverter until the other inverter, which is subsequently started in parallel, transmits the automatic operation in-progress signal to the parallel constant speed state signal. When the other inverter transmits the parallel constant speed state signal, the estimated terminal pressure constant control is performed along the discharge side target pressure during parallel operation when the other inverter transmits the parallel constant speed state signal. The turbo machine driven by the other inverter and the turbo machine driven by the other inverter while the parallel operation is being performed at a constant speed and the turbo inverter is operating at a constant discharge side pressure by the other inverter. Means for detecting a preset parallel release condition based on the number and the pressure on the load side, and when the parallel release condition is detected, the other inverter Means for outputting a stop signal, and the other inverter has a discharge-side target pressure at the time of single-unit operation set in advance instead of constant speed operation control when the automatic stop signal is received during parallel operation. 6. The turbo machine drive apparatus according to claim 5, further comprising means for performing a speed change operation so that the estimated terminal pressure is constantly controlled along the line. 手動−切−自動のモードスィッチを2台のインバータの外部入力端子に共通に接続しその入力端子をモード切替専用端子にすることにより2台のインバータのモード状態を常に同一レベルに保つことを容易に実現したことを特徴とする請求の範囲第1項記載のターボ機械駆動装置。   By connecting the manual-off-automatic mode switch to the external input terminals of the two inverters in common and making the input terminals dedicated to mode switching, it is easy to keep the mode status of the two inverters at the same level. The turbo machine drive device according to claim 1, characterized in that the turbomachine drive device is realized. 前記センサが予め定めた始動状態を検出したときに前記2台のインバータのうちどちらが優先的に先行して運転されるかを決める外部入力端子を前記インバータにそれぞれ設け該端子が短絡されたインバータにより駆動されるターボ機を優先機とすることを特徴とする請求の範囲第1項記載のターボ機械駆動装置。   When the sensor detects a predetermined starting state, an external input terminal for deciding which of the two inverters is preferentially operated is provided in the inverter, and the terminal is short-circuited. 2. The turbo machine drive apparatus according to claim 1, wherein the driven turbo machine is a priority machine. 第1系統と第2系により2重系システムを構成してあることを特徴とする請求の範囲第1項記載のターボ機械駆動装置。   The turbomachine drive apparatus according to claim 1, wherein a dual system is configured by the first system and the second system. 少なくとも2台のターボ機械と、前記ターボ機械を1台毎に駆動する少なくとも2台のインバータと、前記ターボ機械の負荷状態を検出し前記インバータに共通にその検出信号を出力する複数のセンサーとを備え前記ターボ機械の制御を行うものに於いて、前記センサが予め定めた始動状態を検出したときに予め優先機として設定されたインバータが始動し、前記優先機が並列運転起動条件を検出したら該優先機を駆動するインバータから休止中のインバータに起動要求をかけて休止中のインバータで駆動される次発機を起動させ、前記優先機は並列起動したインバータにより駆動される次発機が並列定速状態になるまで1台運転時の吐出側最高目標圧力で吐出圧力一定制御になるようにインバータで変速運転し、前記優先機は並列起動した前記次発機が並列定速状態運転になったら2台並列運転時の吐出側目標圧力に沿って推定末端圧力一定制御になるように変速運転し、並列運転時に前記センサの検出信号に基づいて並列解除条件を検出したら前記優先機の運転を停止し且つ前記優先機を次発機としてまた前記次発機を先行機として設定し、前記センサが予め定めた過少負荷状態を検出したら前記先行機を停止させ且つ前記先行機と次発機の関係を入れ替えることを特徴としたターボ機械駆動装置の制御方法。   At least two turbomachines, at least two inverters for driving the turbomachines one by one, and a plurality of sensors for detecting a load state of the turbomachines and outputting detection signals in common to the inverters In the one that controls the turbomachine, when the sensor detects a predetermined start state, an inverter set as a priority machine starts in advance, and when the priority machine detects a parallel operation start condition, A startup request is made from the inverter that drives the priority machine to the inactive inverter to start the next engine that is driven by the inactive inverter, and the next engine that is driven by the parallel started inverter is set in parallel. The speed change operation was performed by an inverter so that the discharge pressure was constant at the discharge target maximum target pressure when operating one unit until the speed was reached, and the priority units were started in parallel. When the next engine is in parallel constant speed operation, the speed change operation is performed so that the estimated terminal pressure is constantly controlled along the discharge side target pressure at the time of parallel operation of two units, and based on the detection signal of the sensor during parallel operation When the parallel release condition is detected, the operation of the priority machine is stopped, the priority machine is set as the next machine and the next machine is set as the preceding machine, and when the sensor detects a predetermined underload state, the preceding machine And the relationship between the preceding machine and the next engine is exchanged. 2台のターボ機械と、前記ターボ機械を1台毎に駆動する2台のインバータと、前記ターボ機械の負荷状態を検出し前記インバータに共通にその検出信号を出力する複数のセンサーとを備え前記ターボ機械の制御を行うものに於いて、2台中1台のインバータのみが運転され他方のインバータが休止中であるとき運転中のインバータは先行機に設定されており、先行機が並列運転起動条件を検出したら該先行機を駆動するインバータから休止中のインバータに起動要求をかけて休止中のインバータで駆動される次発機が起動され、前記先行機は並列起動した前記次発機が並列定速状態になるまで1台運転時の吐出側最高目標圧力で吐出圧力一定制御になるように変速運転され、前記先行機は並列起動した前記次発機が並列定速状態運転になったら2台並列運転時の吐出側目標圧力に沿って推定末端圧力一定制御になるように変速運転され、並列運転時に前記センサの検出信号に基づいて並列解除条件を検出したら前記先行機の運転が停止され且つ前記先行機と次発機の関係が入れ替えられ、前記センサが予め定めた過少負荷状態を検出したら先行機に設定されているインバータを停止させ且つ前記先行機と次発機の関係が入れ替えられることを特徴としたターボ機械駆動装置の制御方法。   Two turbomachines, two inverters for driving the turbomachines one by one, and a plurality of sensors for detecting a load state of the turbomachines and outputting detection signals in common to the inverters, In the turbo machine control, when only one of the two inverters is operated and the other inverter is inactive, the operating inverter is set as the preceding machine, and the preceding machine is in parallel operation start condition. Is detected, an initiating request is made from the inverter driving the preceding machine to the inactive inverter, the next engine driven by the inactive inverter is activated, and the preceding machine is activated in parallel. The speed change operation is performed so that the discharge pressure becomes constant control at the discharge side maximum target pressure at the time of operation of one unit until the speed is reached, and the preceding machine is started in parallel and the next engine is operated in parallel constant speed. When the parallel release operation is performed in accordance with the discharge-side target pressure at the time of parallel operation and the parallel release condition is detected based on the detection signal of the sensor at the time of parallel operation, the operation of the preceding machine is When the relationship between the preceding machine and the next engine is stopped and the sensor detects a predetermined underload state, the inverter set in the preceding machine is stopped and the relationship between the preceding machine and the next engine is A turbomachine drive control method characterized by being replaced. 複数台のターボ機械と、前記ターボ機械をそれぞれ駆動する複数台のインバータと、前記ターボ機械の負荷状態を検出する複数のセンサーとを備え前記ターボ機械の速度制御を行うターボ機械駆動装置において、前記インバータは互いに運転状態を示す複数種の取り合い信号により連結され、前記複数のセンサーの信号を前記複数台のインバータが共通に取り込み且つ前記複数台のインバータが互いに前記取り合い信号により少なくとも運転停止、単独運転、交互運転、並列運転を判断して前記ターボ機械の速度制御を行うターボ機械駆動装置。
In the turbomachine drive device that controls the speed of the turbomachine, comprising a plurality of turbomachines, a plurality of inverters that respectively drive the turbomachines, and a plurality of sensors that detect a load state of the turbomachines, The inverters are connected to each other by a plurality of kinds of contact signals indicating the operation state, the plurality of inverters commonly receive the signals of the plurality of sensors, and the plurality of inverters stop operation at least by the contact signals, and operate independently. A turbomachine drive device that performs speed control of the turbomachine by judging alternate operation and parallel operation.
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